Vapor liquid solid-hydride vapor phase epitaxy (VLS-HVPE) growth of ultra-long defect-free GaAs nanowires: Ab initio simulations supporting center nucleation

Journal of Chemical Physics

Volumn 140, Issue 19, 2014, Pages

  André, Yamina ^a   Lekhal, Kaddour ^a   Hoggan, Philip ^a   Avit, Geoffrey ^a   Cadiz, Fabian ^b   Rowe, Alistair ^b   Paget, Daniel ^b   Petit, Elodie ^c,d   Leroux, Christine ^e,f   Trassoudaine, Agnès ^a,c   Reda Ramdani M ^a   Monier, Guillaume ^a   Colas, David ^a   Ajib, Rabih ^a   Castelluci, Dominique ^a   Gil, Evelyne ^a  

^a UNIVERSITÉ BLAISE PASCAL   (France)

^b LABORATOIRE DE PHYSIQUE DE LA MATIÈRE CONDENSÉE   (France)

^c UNIVERSITÉ CLERMONT AUVERGNE   (France)

^d ICCF   (France)

^e UNIVERSITÉ DE TOULON   (France)

^f CNRS   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ASPECT RATIO; ATOMS; CATALYSTS; CHLORINE COMPOUNDS; DIFFUSION; DROPS; EPITAXIAL GROWTH; GALLIUM ARSENIDE; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; LIQUIDS; METALLORGANIC VAPOR PHASE EPITAXY; MOLECULAR BEAM EPITAXY; NANOWIRES; NUCLEATION; SEMICONDUCTING GALLIUM; VAPORS;

AB INITIO SIMULATIONS; CRYSTALLINE QUALITY; GROWTH PRECURSORS; HIGH ASPECT RATIO; HYDRIDE VAPOR PHASE EPITAXY; METAL-ORGANIC VAPOR PHASE EPITAXY; MICRO RAMAN SPECTROSCOPY; MICROPHOTOLUMINESCENCE;

PHASE INTERFACES;

EID: 84901490797     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.4874875     Document Type: Article

References (45)

1. S. A. Dayeh, C. Soci, X. Y. Bao, and D. Wang, Nano Today 4, 347 (2009). 10.1016/j.nantod.2009.06.010
2. M. Heiss, Y. Fontana, A. Gustafsson, G. Wüst, C. Magen, D. D. O'Regan, J. W. Luo, B. Ketterer, S. Conesa-Boj, A. V. Kuhlmann, J. Houel, E. Russo-Averchi, J. R. Morante, M. Cantoni, N. Marzari, J. Arbiol, A. Zunger, R. J. Warburton, and A. i Morral Fontcuberta, Nat. Mater. 12, 439 (2013). 10.1038/nmat3557
3. J. A. Czaban, D. A. Thompson, and R. R. LaPierre, Nano Lett. 9, 148 (2009). 10.1021/nl802700u
4. C. Colombo, P. Krogstrup, J. Nygård, M. L. Brongersma, and A. i Morral Fontcuberta, New J. Phys. 13, 123026 (2011). 10.1088/1367-2630/13/12/ 123026
5. E. Uccelli, J. Arbiol, C. Magen, P. Krogstrup, E. Russo-Averchi, M. Heiss, G. Mugny, F. O. Morier-Genoud, J. Nygård, J. R. Morante, and iMorral A. Fontcuberta, Nano Lett. 11, 3827 (2011). 10.1021/nl201902w
6. G. Patriarche, F. Glas, M. Tchernycheva, C. Sartel, L. Largeau, J. C. Harmand, and G. E. Cirlin, Nano Lett. 8, 1638 (2008). 10.1021/nl080319y
7. A. I. Persson, M. W. Larsson, S. Stenström, B. J. Ohlsson, L. Samuelson, and L. R. Wallenberg, Nat. Mater. 3, 677 (2004). 10.1038/nmat1220
8. K. A. Dick, P. Caroff, J. Bolinsson, M. E. Messing, J. Johansson, K. Deppert, L. R. Wallenberg, and L. Samuelson, Semicond. Sci. Technol. 25, 024009 (2010). 10.1088/0268-1242/25/2/024009
9. H. Shtrikman, R. Popovitz-Biro, A. Kretinin, L. Houben, M. Heiblum, M. Bukala, M. Galicka, R. Buczko, and P. Kacman, Nano Lett. 9, 1506 (2009). 10.1021/nl803524s
10. H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, Y. Kim, J. Zou, L. M. Smith, H. E. Jackson, J. M. Yarrison-Rice, P. Parkinson, and M. B. Johnston, Prog. Quantum Electron. 35, 23 (2011). 10.1016/j.pquantelec.2011.03.002
11. J. Bao, D. C. Bell, F. Capasso, J. B. Wagner, T. Mårtensson, J. Tragardh, and L. Samuelson, Nano Lett. 8, 836 (2008). 10.1021/nl072921e
12. K. Pemasiri, M. Montazeri, R. Gass, L. M. Smith, H. E. Jackson, J. Yarrison-Rice, S. Paiman, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, X. Zhang, and J. Zou, Nano Lett. 9, 648 (2009). 10.1021/nl802997p
13. R. L. Woo, R. Xiao, Y. Kobayashi, L. Gao, N. Goel, M. K. Hudait, T. E. Mallouk, and R. F. Hicks, Nano Lett. 8, 4664 (2008). 10.1021/nl802433u
14. F. Glas, J. C. Harmand, and G. Patriarche, Phys. Rev. Lett. 99, 146101 (2007). 10.1103/PhysRevLett.99.146101
15. H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, Y. Kim, M. A. Fickenscher, S. Perera, T. B. Hoang, L. M. Smith, H. E. Jackson, J. M. Yarrison-Rice, X. Zhang, and J. Zou, Nano Lett. 9, 695 (2009). 10.1021/nl803182c
16. P. Krogstrup, R. Popovitz-Biro, E. Johnson, M. H. Madsen, J. Nygård, and H. Shtrikman, Nano Lett. 10, 4475 (2010). 10.1021/nl102308k
17. H. Shtrikman, R. Popovitz-Biro, A. Kretinin, and M. Heiblum, Nano Lett. 9, 215 (2009). 10.1021/nl8027872
18. H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, Y. Kim, X. Zhang, Y. Guo, and J. Zou, Nano Lett. 7, 921 (2007). 10.1021/nl062755v
19. H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, Y. Kim, M. A. Fickenscher, S. Perera, T. B. Hoang, L. M. Smith, H. E. Jackson, J. M. Yarrison-Rice, X. Zhang, and J. Zou, Adv. Funct. Mater. 18, 3794 (2008). 10.1002/adfm.200800625
20. X. Ren, H. Huang, V. G. Dubrovskii, N. V. Sibirev, M. V. Nazarenko, A. D. Bolshakov, X. Ye, Q. Wang, Y. Huang, X. Zhang, J. Guo, and X. Liu, Semicond. Sci. Technol. 26, 014034 (2011). 10.1088/0268-1242/26/1/014034
21. M. R. Ramdani, E. Gil, Ch. Leroux, Y. André, A. Trassoudaine, D. Castelluci, L. Bideux, G. Monier, C. Robert-Goumet, and R. Kupka, Nano Lett. 10, 1836 (2010). 10.1021/nl100557d
22. K. Lekhal, G. Avit, Y. André, A. Trassoudaine, E. Gil, C. Varenne, C. Bougerol, G. Monier, and D. Castelluci, Nanotechnology 23, 405601 (2012). 10.1088/0957-4484/23/40/405601
23. F. Lassalle, A. Porte, J. L. Laporte, C. Pariset, and R. Cadoret, Mater. Res. Bull. 23, 1285 (1988). 10.1016/0025-5408(88)90116-X
24. A. Pimpinelli, R. Cadoret, E. Gil-Lafon, J. Napierala, and A. Trassoudaine, J. Cryst. Growth 258, 1 (2003). 10.1016/S0022-0248(03)01310-1
25. E. Gil-Lafon, J. Napierala, A. Pimpinelli, R. Cadoret, A. Trassoudaine, and D. Castelluci, J. Cryst. Growth 258, 14 (2003). 10.1016/S0022-0248(03)01311- 3
26. E. Gil-Lafon, J. Napierala, D. Castelluci, A. Pimpinelli, R. Cadoret, and B. Gerard, J. Cryst. Growth 222, 482 (2001). 10.1016/S0022-0248(00)00961-1
27. L. Bideux, G. Monier, V. Matolin, C. Robert-Goumet, and B. Gruzza, Appl. Surf. Sci. 254, 4150 (2008). 10.1016/j.apsusc.2007.12.058
28. G. Monier, L. Bideux, C. Robert-Goumet, B. Gruzza, M. Petit, J. L. Lábáre, and M. Menyhárd, Surf. Sci. 606, 1093 (2012). 10.1016/j.susc.2012.03.006
29. C. Chatillon and D. Chatain, J. Cryst. Growth 151, 91 (1995). 10.1016/0022-0248(95)00044-5
30. M. C. Plante, J. Garrett, S. C. Ghosh, P. Kruse, H. Schriemer, T. Hall, and R. R. LaPierre, Appl. Surf. Sci. 253, 2348 (2006). 10.1016/j.apsusc.2006.05. 113
31. J. S. Blakemore, J. Appl. Phys. 53, R123 (1982). 10.1063/1.331665
32. I. Favorskiy, D. Vu, E. Peytavit, S. Arscott, D. Paget, and A. C. H. Rowe, Rev. Sci. Instrum. 81, 103902 (2010). 10.1063/1.3493047
33. B. V. Novikov, S. Y. Serov, N. G. Filosofov, I. V. Shtrom, V. G. Talalaev, O. F. Vyvenko, E. V. Ubyivovk, Y. B. Samsonenko, A. D. Bouravleuv, I. P. Soshnikov, N. V. Sibirev, G. E. Cirlin, and V. G. Dubrovskii, Phys. Status Solidi RRL 4 (7), 175 (2010). 10.1002/pssr.201004185
34. V. Dhaka, T. Haggren, H. Jussila, H. Jiang, E. Kauppinen, T. Huhtio, M. Sopanen, and H. Lipsanen, Nano Lett. 12, 1912 (2012). 10.1021/nl204314z
35. S. Ambrosini, M. Fanetti, V. Grillo, A. Franciosi, and S. Rubini, J. Appl. Phys. 109, 094306 (2011). 10.1063/1.3579449
36. D. Spirkoska, J. Arbiol, A. Gustafsson, S. Conesa-Boj, F. Glas, I. Zardo, M. Heigoldt, M. H. Gass, A. L. Bleloch, S. Estrade, M. Kaniber, J. Rossler, F. Peiro, J. R. Morante, G. Abstreiter, L. Samuelson, and A. i Morral Fontcuberta, Phys. Rev. B 80, 245325 (2009). 10.1103/PhysRevB.80.245325
37. N. Begum, M. Piccin, F. Jabeen, G. Bais, S. Rubini, F. Martelli, and A. S. Bhatti, J. Appl. Phys. 104, 104311 (2008). 10.1063/1.3026726
38. T. B. Massalski, Binary Alloy Phase Diagrams (American Society for Metals, 1990), Vol. 1.
39. M. C. Plante and R. R. Lapierre, J. Cryst. Growth 286, 394 (2006). 10.1016/j.jcrysgro.2005.10.024
40. S. Assali, I. Zardo, S. Plissard, D. Kriegner, M. A. Verheijen, G. Bauer, A. Meijerink, A. Belabbes, F. Bechstedt, J. E. M. Haverkort, and E. P. A. M. Bakkers, Nano Lett. 13, 1559 (2013). 10.1021/nl304723c
41. X. Gonze, J. M. Beuken, R. Caracas, F. Detraux, M. Fuchs, G. M. Rignanese, L. Sindic, M. Verstraete, G. Zerah, F. Jollet, M. Torrent, A. Roy, M. Mikami, P. Ghosez, J. Y. Raty, and D. C. Allan, Comput. Mater. Sci. 25, 478 (2002). 10.1016/S0927-0256(02)00325-7
42. M. Fuchs and M. Scheffler, Comput. Phys. Commun. 119, 67 (1999). 10.1016/S0010-4655(98)00201-X
43. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996). 10.1103/PhysRevLett.77.3865
44. R. Car and M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 55, 2471 (1985). 10.1103/PhysRevLett.55.2471
45. Y. Liu, Z. Long, H. Wang, Y. Du, and B. Huang, Scr. Mater. 55, 367 (2006). 10.1016/j.scriptamat.2006.04.019